Нефлуоресцентные чернила на основе растворителя и дисперсий пигментов в неводных растворителях, предназначенные для пишущих инструментов
Изобретение относится к композициям нефлуоресцентых чернил для пишущих инструментов и к пишущим инструментам, обеспечивающим использование композиций чернил. Предложенная композиция нефлуоресцентных чернил для пишущего инструмента, содержит нефлуоресцентный пигмент, предварительно диспергированный в алкидной смоле, органический растворитель с высокой температурой кипения. Композиция чернил может также включать в себя смолы, пластификаторы, вещества, предотвращающие образование поверхностной пленки, и смазочные материалы. Технический результат - полученные чернила могут содержать широкий и варьируемый ряд нерастворимых красителей, диспергированных в смоле. 2 н. и 42 з.п. ф-лы, 3 табл.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к композициям нефлуоресцентных чернил для пишущих инструментов и к пишущим инструментам, обеспечивающим использование композиций чернил. Композиции чернил содержат нефлуоресцентный пигмент, диспергированный в смоле, стабилизатор и органический растворитель с высокой температурой кипения.
Предпосылки создания изобретения
Современные неводные чернила для пишущих инструментов по большей части являются гомогенными по своей природе; то есть краситель растворен в жидкой среде чернил. Гетерогенные неводные чернила в настоящее время существуют, но составляют весьма небольшую часть общего объема рынка неводных пишущих инструментов и ограничены очень узким диапазоном цветов, такими, как черный, синий, красный и зеленый. Специалистам в области разработки рецептур чернил для пишущих инструментов необходимо продвижение вперед с целью расширения диапазона красителей вплоть до металлических, фотохромных, термохромных, перламутровых, неорганических, органических, люминесцентных и других. Многие, если не все, из этих желательных красителей не растворяются в используемых в настоящее время растворителях. Существует необходимость разработки стабильных неводных дисперсий из широкого диапазона возможных нерастворимых красителей и рецептуры этих дисперсий для получения чернил, пригодных для пишущих инструментов.
В патенте США №3455856 (Voedisch) раскрыты печатная краска и способ изготовления дисперсии пигмента, которая содержит пигментированные частицы смолы, взвешенные в носителе в виде модифицированной маслом алкидной смолы. Раскрыты нефлуоресцентные красители. В патенте США №3455856 не раскрыты органические растворители настоящего изобретения, не раскрыты композиции чернил для пишущих инструментов, не раскрыто применение стабилизаторов настоящего изобретения.
В патенте США №4079026 (Mone) раскрыты печатные краски на масляносмоляной основе, которые содержат пигменты, диспергированные в органической смоле, и масляный растворитель. Раскрыты нефлуоресцентные пигменты. Особенно предпочтительными являются масляные растворители с температурой кипения около 200°С, такие как продаваемые Magie Bros. Oil Company. Краска предназначена для использования при плоской или высокой печати, но не для пишущих инструментов. Кроме того, в патенте США №4079026 не раскрыты стабилизаторы, используемые в настоящем изобретении.
В патенте США №4383860 (Uhlemayer et al.) раскрыта краска для печати на бумаге, которая содержит пигмент и в качестве невысыхающего связующего вещества алкидную смолу, модифицированную кислотами с жирной цепью и/или жирными спиртами с иодным числом меньше 20. Краска предназначена для офсетной печати, рельефного окрашивания или ротационной глубокой печати, но не для пишущих инструментов, как это изложено в настоящем изобретении. Кроме того, в патенте США №4383860 не раскрыт стабилизатор, который предохраняет смолу в композиции чернил от полимеризации, как это делается в настоящем изобретении.
В патенте США №5167704 (Brower) раскрыты композиции чернил и краски, содержащие пигмент, органический растворитель не на нефтяной основе и алкидную смолу. В этом изобретении (Brower) необходимо, чтобы в чернильную смесь была включена соевая краска, тогда как в настоящем изобретении не требуется использование соевой краски. Кроме того, указано, что использование органического растворителя не на нефтяной основе приводит к повышению скорости высыхания. В патенте США №5167704 не раскрыты невысыхающие растворители настоящего изобретения, не раскрыто применение стабилизаторов для предотвращения высыхания чернил.
В патенте США №5228316 (Auslander et al.) раскрыты дисперсионные краски, предназначенные для использования совместно со штемпельной подушкой и обеспечивающие меньшую закупорку подушки. Краски содержат растворитель, органические пигменты, диспергированные в этерифицированной канифоли, и амино-формальдегидную смолу, диспергированную в алкидной смоле, при этом можно получать красный, синий, зеленый или черный цвет. Краску также используют для дисперсионной печати, но не для пишущих инструментов, как в настоящем изобретении. Кроме того, в патенте США №5228316 не раскрыт стабилизатор, который предохраняет смолу в композиции чернил от полимеризации.
В патенте США №5702512 (Yano et al.) раскрыта композиция масляных чернил, предназначенная для использования в пишущих инструментах. Композиция включает в себя диоксид титана в качестве пигмента, смолу и два других соединения, А и В, для повторного диспергирования осажденных пигментов. Соединение А должно содержать, по меньшей мере, один амид или аминогруппу, а соединение В должно быть получено из фосфорной кислоты или фосфатного соединения. Кроме того, к композициям чернил указанного патента (Yano) могут быть добавлены цветные пигменты, например неорганические пигменты, органические пигменты и металлические порошковые пигменты. В патенте США №5702512 не раскрыты пигменты, диспергированные в смоле, не раскрыто применение стабилизаторов для предотвращения высыхания чернил.
В патенте США №5849814 (Fujita) раскрыта композиция стираемой краски, предназначенной для получения изображений на картоне. Композиция содержит пигмент, смолу для диспергирования пигмента, неводное, нелетучее при температуре окружающей среды, жидкое вещество, способствующее стиранию, и неводный, летучий при температуре окружающей среды, органический растворитель, при этом количество смолы для диспергирования пигмента по отношению к пигменту составляет от около 2 до около 10%. Раскрыты нефлуоресцентные пигменты. В патенте США №5849814 раскрыто использование летучего растворителя при температуре окружающей среды. Кроме того, утверждается, что композиция краски из этого патента (Fujita) имеет наилучшую характеристику время-стирание вне зависимости от характера поверхности картона для нанесения изображений. В патенте США №5849814 не раскрыты композиции чернил для пишущих инструментов, не раскрыты органические растворители с высокой температурой кипения, не раскрыты иные поверхности для нанесения изображений, за исключением картона.
В патенте США №5814139 (Beck et al.) раскрыт способ получения безводной пасты для шариковых ручек, содержащей, по меньшей мере, один фталоцианиновый пигмент, смолу, обычно применяемую для пасты шариковых ручек, и органический растворитель. В патенте США №5814139 не раскрыт стабилизатор, который предохраняет смолу в композиции чернил от полимеризации.
В патенте США №5919858 (Loftin) раскрыты композиции стираемых чернил, относящихся к водным чернилам для маркера, содержащим воду, краситель и латексную эмульсию, включающую в себя сополимер стирола и бутадиена, имеющий содержание стирола меньше чем около 35%. Раскрыты пигменты, такие как углеродные сажи и берлинская лазурь. В патенте США №5919858 не раскрыты неводные композиции настоящего изобретения.
В патенте США №5942027 (Ikai et al.) раскрыты чернила для шариковых ручек, содержащие органический растворитель, краситель, смолу и мелкие частицы диоксида кремния, имеющие в основном частицы со средним диаметром от 7 до 40 нм и удельную площадь поверхности (BET-метод) от 50 до 380 м2/г. Раскрыты неорганические пигменты, такие как оксид титана, углеродная сажа и металлический порошок, и органические пигменты, такие как азолаки, нерастворимые азопигменты, хелатные азопигменты, фталоцианиновые пигменты, периленовые пигменты, антрахиноновые пигменты, хинакридоновые пигменты, красочные лаки, нитропигменты и нитрозопигменты. Также раскрыты чернила с вязкостью от 1000 до 5000 сП при 25°С. В патенте США №5942027 не раскрыт пигмент, диспергированный в смоле, или применение стабилизатора для предотвращения высыхания, как предложено в настоящем изобретении.
В патенте США №5942028 (Tomiya et al.) раскрыт способ получения печатной краски с фталоцианином меди β-типа, которая содержит фталоцианин меди и смолу для печатной краски. В патенте США №5942028 не раскрыты композиции чернил для пишущих инструментов, не раскрыт стабилизатор, который предохраняет смолу в композиции чернил от полимеризации.
В патенте США №5965633 (Revol) раскрыта литографская печатная краска, содержащая растворимое или диспергируемое в щелочи связующее вещество, которое является продуктом реакции смолы, отверждающейся в присутствии кислоты, с жирным синтетическим сложноэфирным маслом и/или алкидной смолой. В патенте США №5965633 не раскрыты композиции чернил для пишущих инструментов, не раскрыт стабилизатор, который предохраняет смолу в композиции чернил от полимеризации.
Производство литографских печатных красок отличается от получения чернил для рукописных работ. В случае литографских печатных красок задача заключается в том, чтобы краска высохла сразу же после печати. Например, разрабатывающие краски химики обычно хотят, чтобы краска высыхала или затвердевала по возможности быстро с тем, чтобы отпечатанный материал можно было переместить и сброшюровать (например, в журнал или книгу) без стирания или смазывания краски с напечатанного листа. Поэтому вводят добавки для полимеризации алкидной смолы или для взаимодействия с воздухом (например, используют металлические сиккативы, такие как кобальт, марганец, нафтенаты свинца, вводимые в краску) после нанесения краски. Эта задача отличается от задачи в случае чернил для рукописных работ, которая заключается в предохранении чернил от высыхания при нахождении в пишущем инструменте. Настоящее изобретение направлено на удовлетворение этой потребности.
Существует необходимость в чернилах для пишущего инструмента, содержащих много разнообразных нерастворимых красителей. Это изобретение решает проблемы, связанные с диспергированием этих красителей и с предохранением от полимеризации смолы, используемой для диспергирования этих красителей, вследствие чего могут быть получены чернила, пригодные для рукописных работ, которые могут подаваться при использовании обычных пишущих инструментов.
Краткое описание изобретения
Чернила согласно настоящему изобретению представляют собой гетерогенные неводные нефлуоресцентные чернила, которые можно использовать в обычных пишущих инструментах. В частности, чернила могут содержать широкий и варьируемый ряд нерастворимых красителей, диспергированных в смоле. Точнее, смола, используемая для диспергирования этих красителей, является алкидной смолой. Еще точнее, эта дисперсия смола/краситель при применении чернил предохранена от затвердевания или полимеризации путем использования антиокислителей.
В одном варианте осуществления изобретения композиция нефлуоресцентных чернил для пишущего инструмента содержит нефлуоресцентный пигмент, диспергированный в смоле, стабилизатор и органический растворитель с высокой температурой кипения, при этом стабилизатор композиции чернил предохраняет смолу от полимеризации, а композиция чернил имеет вязкость, приемлемую для пишущего инструмента. Предпочтительной смолой для диспергирования этих пигментов является алкидная смола. Для обеспечения возможности применения алкидной смолы в чернилах для пишущих инструментов необходимо использовать стабилизатор, чтобы предохранить алкидную смолу от полимеризации с образованием твердой нерастворимой пленки. В случае, если произойдет полимеризация алкидной смолы в пишущем инструменте, пишущий инструмент перестанет функционировать, то есть писать.
Композиции чернил согласно настоящему изобретению являются гетерогенными, а не гомогенными.
Нефлуоресцентный пигмент может использоваться сам по себе или в виде смеси двух или более нефлуоресцентных пигментов. Предпочтительно, чтобы нефлуоресцентный пигмент присутствовал в композиции чернил в количестве от около 0,1 до около 60 масс.% композиции чернил. Предпочтительно, чтобы нефлуоресцентный пигмент был выбран из группы, состоящей из органических пигментов, неорганических пигментов, металлических пигментов, фосфоресцирующих пигментов, фотохромных пигментов, термохромных пигментов, радужных пигментов, перламутровых пигментов и жидкокристаллических пигментов.
Предпочтительно, чтобы вязкость композиции чернил согласно настоящему изобретению была меньше 500000 сП при 20°С. Более предпочтительно, чтобы вязкость композиции чернил согласно настоящему изобретению составляла от около 1000 до около 50000 сП при 20°С.
Смола, в которой диспергирован нефлуоресцентный пигмент, может использоваться сама по себе или в виде смеси смол. Предпочтительно, чтобы смола была алкидной смолой, более предпочтительно, чтобы алкидная смола была модифицированной маслом алкидной смолой. Предпочтительно, чтобы композиция чернил, содержащая нефлуоресцентный пигмент, диспергированный в алкидной смоле, дополнительно включала в себя стабилизаторы, противодействующие окислению, такие как бутилированный гидрокситолуол, оксимы, гидрохиноны и витамин Е.
Органический растворитель может использоваться сам по себе или в виде смеси двух или нескольких органических растворителей. Предпочтительно, чтобы температура кипения органического растворителя была выше 100°С. Примеры растворителей включают в себя, но не ограничены ими, углеводороды, спирты, полиолы, полиоловые эфиры, кетоны, пирролидоны, лактоны или их смеси. Предпочтительно, чтобы углеводородный растворитель был выбран из группы, состоящей из алифатических углеводородов, нафтеновых углеводородов и ароматических углеводородов и их смесей. Предпочтительно, чтобы органический растворитель присутствовал в количестве от около 1 до около 90 масс.% композиции чернил. Наиболее предпочтительно, чтобы органический растворитель присутствовал в количестве от около 20 до около 65 масс.% композиции чернил.
Стабилизатор может использоваться сам по себе или в виде смеси двух или нескольких стабилизаторов. Предпочтительно, чтобы стабилизатор был гидрохиноном. Предпочтительно, чтобы стабилизатор присутствовал в композиции чернил в количестве от около 0,1 до около 30 масс.% композиции чернил. Более предпочтительно, чтобы стабилизатор присутствовал в количестве от около 0,1 до около 10 масс.% композиции чернил.
В другом варианте осуществления изобретения композиция нефлуоресцентных чернил содержит дисперсию нефлуоресцентного пигмента в органическом растворителе с высокой температурой кипения, стабилизатор и антиокислитель. Предпочтительно, чтобы антиокислитель присутствовал в количестве от около 0,1 до около 30 масс.% композиции чернил. Более предпочтительно, чтобы антиокислитель присутствовал в количестве от около 0,1 до около 10 масс.% композиции чернил. Предпочтительно, чтобы антиокислитель был выбран из группы, состоящей из токоферолов, бутилированного гидрокситолуола, эвгенола и гидрохинона.
В еще одном варианте осуществления изобретения композиция нефлуоресцентных чернил содержит дисперсию нефлуоресцентного пигмента в органическом растворителе с высокой температурой кипения, стабилизатор и вторую смолу. Вторая смола может использоваться сама по себе или в виде смеси двух или нескольких смол. Предпочтительно, чтобы вторая смола присутствовала в количестве от около 0,1 до около 50 масс.% композиции чернил. Более предпочтительно, чтобы вторая смола присутствовала в количестве от около 1 до около 20 масс.% композиции чернил.
Предпочтительно, чтобы вторая смола была выбрана из группы, состоящей из сложных полиэфиров, полистирола, ударопрочного полистирола, сополимеров стирола, сополимеров акрилонитрила и бутадиена, полиизобутилена, поливинилхлорида, поливинилиденхлорида, поливинилацеталей, полиакрилонитрила, полиакрилатов, полиметакрилатов, полиметилметакрилатов, полибутадиена, этиленвинилацетата, полиамидов, полиимидов, полиоксиметилена, полисульфонов, полифениленсульфида, поливиниловых эфиров, меламинов, виниловых эфиров, эпоксидных смол, поликарбонатов, полиуретанов, полиэфирсульфонов, полиацеталей, феноло-альдегидных смол, полиэфиркарбонатов, простых полиэфиров, полиэтилентерефталата, политриметилентерефталата, полибутилентерефталата, полиарилатов, полиариленсульфидов поликетонов, полиэтилена, полиэтилена высокой плотности, полипропилена, этерифицированной канифоли, углеводородных смол, сополимеров, привитых сополимеров, композиций и смесей из них.
В еще одном варианте осуществления изобретения композиция нефлуоресцентных чернил содержит дисперсию нефлуоресцентного пигмента в органическом растворителе с высокой температурой кипения, стабилизатор и пластификатор. Пластификатор может использоваться сам по себе или в виде смеси двух или нескольких пластификаторов. Предпочтительно, чтобы пластификатором был 2,2,4-триметил-1,3-пентанедиола диизобутират. Предпочтительно, чтобы пластификатор присутствовал в количестве от около 0,1 до около 40 масс.% композиции чернил, более предпочтительно, чтобы он присутствовал в количестве от около 1 до около 20 масс.%, и наиболее предпочтительно, чтобы он присутствовал в количестве от около 2 до около 15 масс.%.
Композиции чернил согласно настоящему изобретению могут дополнительно содержать смазочные материалы, дезактиваторы металла, хелатообразователи, диспергаторы и вещества, предотвращающие образование поверхностной пленки, самостоятельно или в виде их смесей. Предпочтительно, чтобы вещество, предотвращающее образование поверхностной пленки, присутствовало в количестве от около 0,1 до около 2 масс.% композиции чернил. Вещество, предотвращающее образование поверхностной пленки, может использоваться само по себе или в виде двух или нескольких веществ, предотвращающих образование поверхностной пленки. Предпочтительно, чтобы веществом, предотвращающим образование поверхностной пленки, был оксим. Наиболее предпочтительно, чтобы веществом, предотвращающим образование поверхностной пленки, был метилэтилкетоксим. Смазочный материал может использоваться сам по себе или в виде смеси двух или нескольких смазочных материалов. Предпочтительно, чтобы смазочный материал был выбран из группы, состоящей из сложных эфиров спиртов, амидов, полиоловых эфиров, жирных кислот, жирных спиртов, силиконов, жидких полиолефинов и солей металлов жирных кислот. Наиболее предпочтительно, чтобы смазочным материалом был полиэтиленовый воск. Предпочтительно, чтобы смазочный материал присутствовал в количестве от около 0,1 до около 30 масс.% композиции чернил. Более предпочтительно, чтобы смазочный материал присутствовал в количестве от около 1 до около 15 масс.% композиции чернил. Суммарное количество таких добавочных компонентов обычно составляет от около 0,1 до около 30 масс.% и, предпочтительно, чтобы оно составляло от около 0,1 до 10 масс.%.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения пишущий инструмент содержит резервуар для чернил или баллончик, вмещающий чернила согласно настоящему изобретению. Для изготовления резервуара для чернил или баллончика можно использовать любые следующие полимерные материалы: сложные полиэфиры, полистирол, ударопрочный полистирол, сополимеры стирола и бутадиена, ударно модифицированный сополимер стирола и бутадиена, сополимеры стирола и акрилонитрила, сополимеры акрилонитрила и бутадиена, полиизобутилен, винил, поливинилхлорид, поливинилиденхлорид, поливинилацетали, полиакрилонитрил, полиакрилаты, полиметакрилаты, полиметилметакрилаты, полибутадиен, этиленвинилацетат, полиамиды, такие как нейлон, полиимиды, полиоксиметилен, полисульфоны, полифениленсульфид, поливиниловые эфиры, меламины, виниловые эфиры, эпоксидные смолы, поликарбонаты, полиуретаны, полиэфирсульфоны, полиацетали, феноло-альдегидные смолы, полиэфиркарбонаты, простые полиэфиры, полиэтилентерефталат, политриметилентерефталат, полибутилентерефталат, полиарилаты, полиариленсульфиды, поликетоны, полиэтилен, полиэтилен высокой плотности, полипропилен, фторполимеры, сополимеры, привитые сополимеры, их композиции и их смеси. Кроме того, любой резервуар для чернил или баллончик, изготовленный из полимеров, перечисленных выше, можно модифицировать, обработав поверхность, например, путем фторирования, оксидирования в коронном разряде и т.п., чтобы улучшить подачу чернил. Предпочтительно, чтобы резервуар для чернил был изготовлен из полимерного материала, такого как фторполимер, винил, нейлон и фторированный полипропилен.
Многочисленные цвета (и оттенки) и оптические эффекты предусмотрены в настоящем изобретении. Кроме того, чернила согласно настоящему изобретению обеспечивают возможность плавного нанесения изображений.
Описание предпочтительных вариантов осуществления
Использованный в настоящей заявке термин «дисперсия нефлуоресцентного пигмента» относится к нерастворимому нефлуоресцентному красителю, диспергированному в смоле или в смеси смол. Поскольку краситель диспергирован в смоле, то дисперсия нефлуоресцентного пигмента представляет собой гетерогенную композицию чернил, в противоположность гомогенной композиции чернил.
Использованный в настоящей заявке термин «алкидная смола» означает синтетическую смолу, образованную путем конденсации многоатомных спиртов, таких как глицерин, и многоосновных кислот, таких как фталевый ангидрид. Использованный в настоящей заявке термин «модифицированная маслом алкидная смола» означает алкидную смолу, в которой многоосновная кислота частично замещена одноосновной кислотой.
Использованный в настоящей заявке термин «стабилизатор» означает добавку к чернилам для предотвращения полимеризации чернил, а также для предотвращения обесцвечивания и изменения вязкости чернил с течением времени. Примерами стабилизаторов являются производные дигидроксибензола, гидроксибензолы, такие как бутилированный гидрокситолуол, и гидрохинон.
Использованный в настоящей заявке термин «пластификатор» означает органическую добавку, которую используют, чтобы сделать пленку чернил более гибкой. Примерами пластификаторов являются нелетучие органические жидкости и легкоплавкие твердые вещества, такие как эфиры фталатов, адипатов и себацатов, трикрезилфосфат и касторовое масло.
Использованный в настоящей заявке термин «вещество, предотвращающее образование поверхностной пленки» означает жидкий антиокислитель, применяемый для предотвращения образования оксидной пленки на незащищенной поверхности чернил.
Использованный в настоящей заявке термин «растворитель с высокой температурой кипения» относится к растворителю с температурой кипения выше 100°С или 212°F. Предпочтительно, чтобы температура кипения была от около 200 до 700°С. Предпочтительно, чтобы органический растворитель присутствовал в количестве от около 5 до около 50 масс.% композиции чернил. Предпочтительными растворителями являются растворители Magiesol (Magie Brothers, Франклин-Парк, Иллинойс), такие как масло Magiesol 470, масло Magiesol 52, масло Magiesol 62 и Magiesol 60, которые являются углеводородными растворителями, полученными из нефтяных дистиллятов. Масло Magiesol 470 представляет собой средний, очищенный от активных сернистых соединений дистиллят с температурой кипения в пределах от 230 до 280°С. Масло Magiesol 52 представляет собой смесь среднего, очищенного от активных сернистых соединений дистиллята и технического светлого масла с температурой кипения от 270 до 310°С. Масла Magiesol 62 и Magiesol 60 представляют собой светлые масла технической чистоты с температурой кипения от 300 до 400°С.
Использованный в настоящей заявке термин «пигмент» относится к нерастворимым твердым частицам, которые остаются нерастворимыми во время процесса окрашивания.
Использованный в настоящей заявке термин «блеск» относится к отражению лучей света в одном направлении. Матовые, матированные поверхности рассеивают лучи света во многих направлениях, тогда как гладкая, плоская поверхность рассеивает свет в нескольких направлениях или даже в одном направлении.
Использованный в настоящей заявке термин «радужность» относится к результату интерференции лучей света, отраженных от поверхности прозрачной тонкой пленки.
Использованный в настоящей заявке термин «люминесцентный пигмент», известный также как «фосфоресцирующий пигмент», относится к пигментам, которые светятся в темноте. В частности, фосфоресцирующие пигменты запасают энергию во время освещения, например, дневным светом или ультрафиолетовым светом и испускают излучение в виде видимого света, когда освещение прекращается.
Термин «около», использованный в настоящей заявке в сочетании с одним или с несколькими числами или с пределами чисел, должен пониматься как относящийся ко всем таким числам, включая все числа внутри пределов.
Предпочтительные композиции содержат дисперсию нефлуоресцентного пигмента в органическом растворителе с высокой температурой кипения и стабилизатор. Дисперсия нефлуоресцентного пигмента представляет собой нерастворимый нефлуоресцентный краситель, диспергированный в жидкой среде. Можно использовать любую смолу, предпочтительно использовать алкидную смолу, наиболее предпочтительно использовать модифицированную маслом алкидную смолу. Специалисту в области техники, к которой относится изобретение, хорошо известно приготовление дисперсии нефлуоресцентного пигмента. Примеры приготовления дисперсии нефлуоресцентного пигмента раскрыты в патенте США №4404318 (Higuchi et al.) и в патенте США №5820667 (Lu et al.).
Нефлуоресцентный пигмент может использоваться сам по себе или в виде смеси двух или нескольких нефлуоресцентных пигментов. Предпочтительно, чтобы нефлуоресцентный пигмент присутствовал в композиции чернил в количестве от около 0,1 до около 60 масс.% композиции чернил. Предпочтительно, чтобы нефлуоресцентный пигмент был выбран из группы, состоящей из органических пигментов, неорганических пигментов, металлических пигментов, фосфоресцирующих пигментов, фотохромных пигментов, термохромных пигментов, радужных пигментов, перламутровых пигментов и жидкокристаллических пигментов.
Количество пигмента зависит от желаемого цвета. Пастельные цвета получают добавлением белого диоксида титана или аналогичного белого пигмента к цветному пигменту.
В общем, органические пигменты можно разделить на три класса: пигментные красящие вещества, тонеры и красочные лаки. Органические пигменты, пригодные для настоящего изобретения, включают в себя, но не ограничены ими, (1) азопигменты, такие как паракрасные, пигментный красный 6, толуидиновые красные, нафтоловые красные, нафтоловый каштановый осажденный азопигмент, пиразолоновые красные, динитроанилиновый оранжевый, пиразолоновый оранжевый, ганза желтые и диарелиды (поставляемые BASF из Шарлотт, Северная Каролина, Ciba Specialty Pigments из Ньюпорта, Делавэр, и Sun Chemical Company из Цинциннати, Огайо; (2) осажденные азо- или металлизированные азопигменты, такие как красные литоли, рубиновый литоль В (БОН-пигмент), стойкий красный 2В (БОН-пигмент), красный литоль 2G (БОН-пигмент), желтый БОН-пигмент, бордовый лак и азо желтый никель (поставляемые BASF из Шарлотт, Северная Каролина, Ciba Specialty Pigments из Ньюпорта, Делавэр, и Sun Chemical Company из Цинциннати, Огайо); (3) конденсированные азопигменты, такие как Cromophtal (Ciba-Geigy); (4) пигменты основного красителя, такие как кетонимы, триазины, ксантены и триарилметаны; (5) фталоцианиновые пигменты (поставляемые BASF из Шарлотт, Северная Каролина, Ciba Specialty Pigments из Ньюпорта, Делавэр, и Sun Chemical Company из Цинциннати, Огайо); (6) хинакридоновые пигменты, такие как 2,9-диметилхинакридон, хинакридонхинон и 4,11-дихлорхинакридон (поставляемые Ciba Specialty Pigments из Ньюпорта, Делавэр, и Sun Chemical Company из Цинциннати, Огайо); (7) тио-индиго пигменты, такие как 4,4'-дихлор-7,7'-диметилтиоиндиго, 4,4',7,7'-тетрахлортиоиндиго, 5,5'-дихлор-7,7'-диметилтиоиндиго (поставляемые BASF из Шарлотт, Северная Каролина, Ciba Specialty Pigments из Ньюпорта, Делавэр, и Sun Chemical Company из Цинциннати, Огайо); (8) периноны или диимиды нафталина, такие как периноновый оранжевый (поставляемые BASF из Шарлотт, Северная Каролина, Ciba Specialty Pigments из Ньюпорта, Делавэр, и Sun Chemical Company из Цинциннати, Огайо); (9) перилены, такие как периленовый каштановый и периленовый бордовый, и (10) антрахиноны, такие как индатроновый голубой, изодибензатроновый фиолетовый и антрапиримидиновый желтый (поставляемые BASF из Шарлотт, Северная Каролина, Ciba Specialty Pigments из Ньюпорта, Делавэр, и Sun Chemical Company из Цинциннати, Огайо).
В широком смысле неорганические пигменты можно разделить на следующие классы: (1) оксиды железа, (2) оксиды хрома, (3) хроматные пигменты, которые представляют собой смеси PbCrO4, PbSO4, PbO и PbMoO4, (4) пигменты диоксида титана в смешанной фазе, (5) кадмиевые пигменты, (6) ультрамариновые пигменты, (7) железные цианогенные голубые пигменты и (8) углеродная сажа. Неорганические пигменты, пригодные для настоящего изобретения, включают в себя, но не ограничены ими, (1) пигменты из оксида железа (поставляемые Bayer Corporation из Питтсбурга, Пенсильвания, и Cleveland Pigment and Color из Кливленда, Огайо), такие как персидский глубокий красный оксид, испанская оксидная сиена, красновато-коричневый пигмент, охра, ярко-красная умбра, жженая умбра, продукт кальцинации лимонита и сидерита, а также магнетита; (2) оксид хрома (поставляемый Ceramic Color and Chemical Mfg. Corp. из Нью-Брайтона, Пенсильвания, и Ferro Corp. из Кливленда, Огайо); (3) хроматовые пигменты (поставляемые Cleveland Pigment and Color из Кливленда, Огайо, и Johnson Matthey из Даунингтона, Пенсильвания), такие как бледно-желтый хромовый, светлый (лимонный) хромовый желтый, умеренно-желтый, хромовый оранжевый (светлый и темный) и молибдатовый оранжевый; (4) диоксид титана (поставляемый Kemira Pigments из Саванны, Джорджия, и Ishihara Corp. USA из Сан-Франциско, Калифорния) и пигменты диоксида титана в смешанной фазе (поставляемые Ceramic Color and Chemical Mfg. Corp. из Нью-Брайтона, Пенсильвания, и Ferro Corp. из Кливленда, Огайо), то есть смеси, получаемые путем внедрения посторонних ионов в решетку диоксида титана; (5) кадмиевые пигменты, получаемые, например, путем совместного осаждения сульфата бария с концентрированными пигментами; (6) ультрамариновые пигменты (поставляемые Ferro Corporation из Кливленда, Огайо, и Cleveland Pigment and Color из Кливленда, Огайо), которые представляют собой силикаты алюминия, имеющие общую формулу Na8Al6Si6O24S(2-4), и (7) железные голубые пигменты (поставляемые Johnson Matthey из Даунингтона, Пенсильвания, и Degussa-Huls из Белпре, Огайо), которые состоят из щелочных солей железа цианированной железом протонной кислоты, которая содержит как двухвалентное, так и трехвалентное железо, например милори, китайский голубой, берлинскую лазурь и светло-голубой.
Металлические пигменты обычно приготавливают из металлических элементов и их сплавов, например из алюминия, меди, бронзы и цинка. Металлические пигменты, пригодные для настоящего изобретения, включают в себя, но не ограничены ими, (1) алюминиевые хлопьевидные пигменты, листовой или нелистовой окраски (поставляемые Silberline из Тамакуа, Пенсильвания, и MD-Both Industries из Уэст-Чикаго, Иллинойс); (2) бронзовые пигменты (поставляемые U.S. Bronze Powders из Флемингтона, Нью-Джерси) и (3) цинковую пыль (поставляемую Meadowbrook Company, Нью-Йорк, Нью-Йорк, и R.E. Carrol. Inc. из Трентона, Нью-Джерси). Алюминиевые хлопья листовой окраски обычно получают, используя стеариновую кислоту в качестве смазки при дроблении во время производства алюминиевых хлопьевидных пигментов листовой окраски. Для получения алюминиевых хлопьев нелистовой окраски используют ненасыщенные жирные кислоты с длинной цепью, например олеиновую кислоту. Обнаружено, что наличие листовой окраски алюминиевых хлопьевидных пигментов или ее отсутствие обусловлено различием в межфазном натяжении между носителем и мономолекулярным слоем жирной кислоты, покрывающей алюминиевые хлопья. Предпочтительно, чтобы толщина алюминиевых хлопьевидных пигментов находилась в пределах от около 0,1 до около 2 мкм. Предпочтительно, чтобы диаметр алюминиевых хлопьевидных пигментов находился в пределах от около 1 до около 200 мкм.
Углеродные сажевые пигменты (поставляемые Cabot Corporation из Биллерики, Миннесота, и Degussa-Huls из Белпре, Огайо) состоят из почти чистого углерода с частицами коллоидных размеров. Сорта углеродной сажи различаются в зависимости от размеров частиц. Размер частиц углеродной сажи находится в пределах от около 1 до около 500 нм. Например, канальная углеродная сажа с высокой насыщенностью имеет частицы с диаметром в пределах 100-140 Е, канальная углеродная сажа средней насыщенности имеет частицы с диаметром в пределах 160-270 Е, печная углеродная сажа средней насыщенности имеет частицы с диаметром в пределах 170-270 Е, двухцветная печная углеродная сажа имеет частицы с диаметром в пределах 290-700 Е, а термическая сажа имеет частицы с диаметром в пределах 2250-3000 Е. Углеродные сажи могут быть получены путем отжига в печи, как канальная газовая сажа, как термическая или ламповая сажа, а также ацетиленовым термическим крекингом. Углеродные сажевые пигменты, пригодные для настоящего изобретения, включают в себя, но не ограничены ими, канальную углеродную сажу с высокой насыщенностью, канальную углеродную сажу со средней насыщенностью, печную углеродную сажу со средней насыщенностью, двухцветную печную углеродную сажу, термическую сажу, графит, костяные угли, растительные черные пигменты и минеральные черные пигменты.
Перламутровые пигменты, пригодные для настоящего изобретения, включают в себя, но без ограничения ими, Iriodin® (EM Industries, Хоторн, Нью-Йорк), серебристо-белые пигменты (ряда 100), которые состоят из слюды, окруженной относительно тонким слоем диоксида титана; интерференционные пигменты Iriodin® (ряда 200); золотистые блестящие пигменты Iriodin® (ряда 300), которые состоят из слюдяных ядер, покрытых слоем диоксида титана и слоем оксида железа; металлические блестящие пигменты Iriodin® (ряда 500), которые состоят из слюдяных ядер, покрытых слоем оксида железа, и пигментов (ряда 9000) Iriodin® WR.
Люминесцентные или фосфоресцирующие пигменты состоят в основном из сульфида цинка и сульфида цинк-кадмия. Люминесцентные пигменты более крупнозернистые по сравнению с металлическими пигментами и либо являются бесцветными, либо имеют пастельные цвета. Люминесцентные пигменты, пригодные для настоящего изобретения, включают в себя, но не ограничены ими, N-пигменты LUMILUX®, которые испускают желто-зеленый свет, Z-пигменты LUMILUX®, которые испускают голубоватый свет, R-пигменты LUMILUX®, B-пигменты LUMILUX®, Q-пигменты LUMILUX®, CD-пигменты LUMILUX® и R Effect-пигменты LUMILUX®. Пигменты LUMILUX® можно получить от Riedel-de Haen (Seelze, GE).
Примеры фотохромных пигментов, пригодных для настоящего изобретения, включают в себя, но не ограничены ими, соединения спирооксазинового типа, соединения спиропиранового типа и соединения пиранового типа. Примеры соединений спироксазинового типа включают в себя
1,3,3-триметилспиро[индолин-2,3'-(3Н)нафто(2,1-b)(1,4)-оксазин],
5-хлор-1,3,3-триметилспиро[индолин-2,3'-(3Н)нафто(2,1-b)(1,4)-оксазин] и
1,3,3,5-тетраметилспиро[индолин-2,3'-(3Н)нафто(2,1-b)(1,4)-оксазин];
1,3,3-триметил-9'-метоксиспиро[индолин-2,3'-(3Н)нафто(2,1-b)(1,4)-оксазин],
1,3,3,5-тетраметил-9'-метоксиспиро[индолин-2,3'-(3Н)нафто(2,1-b)(1,4)-оксазин] и
1,3,3,5,6-пентаметил-9'-метоксиспиро[индолин-2,3'-(3Н)нафто(2,1-b)(1,4)-оксазин];
4-трифторметил-1,3,3-триметил-5'-метоксиспиро[индолин-2,3'-(3Н)нафто(2,1-b)(1,4)-оксазин],
6'-трифторметил-1,3,3-триметил-5'-метоксиспиро[индолин-2,3'-(3Н)нафто(2,1-b)(1,4)-оксазин] и
4-трифторметил-1,3,3-триметил-9'-метоксиспиро[индолин-2,3'-(3Н)нафто(2,1-b)(1,4)-оксазин];
1,3,5,6-тетраметил-3-этилспиро[индолин-2,3'-(3Н)пиридо(3,2-f)(1,4)-бензооксазин],
1,3,3,5,6-пентаметилспиро[индолин-2,3'-(3Н)пиридо(3,2-f)(1,4)-бензооксазин] и
1-метил-3,3-дифенилспиро[индолин-2,3'-(3Н)пиридо(3,2-f)(1,4)-бензооксазин];
1-бензил-3,3-диметилспиро[индолин-2,3'-(3Н)нафто(2,1-b)(1,4)-оксазин],
1-(4-метоксибензил)-3,3-диметилспиро[индолин-2,3'-(3Н)нафто(2,1-b)(1,4)-оксазин],
1-(3,5-диметилбензил)-3,3-диметилспиро[индолин-2,3'-(3Н)нафто(2,1-b)(1,4)-оксазин],
1-(4-хлорбензил)-3,3-диметилспиро[индолин-2,3'-(3Н)нафто(2,1-b)(1,4)-оксазин] и
1-(2-фторбензил)-3,3-диметилспиро[индолин-2,3'-(3Н)нафто(2,1-b)(1,4)-оксазин];
6'-пиперидин-1,3,3-триметилспиро[индолин-2,3'-(3Н)нафто(2,1-b)(1,4)-оксазин],
6'-индолин-1,3,3-триметилспиро
[индолин-2,3'-(3Н)нафто(2,1-b)(1,4)-оксазин].
Примерами соединений спиропиранового типа являются
1-(2,3,4,5-пентаметилбензил)-3,3-диметилспиро[индолин-2,3'-(3Н)нафто(2,1-b)-пиран] и
1-(2-метокси-5-нитробензил)-3,3-диметилспиро[индолин-2,3'-(3Н)нафто(2,1-b)-пиран].
Примеры соединений пиранового типа включают в себя
2,2-ди-п-метоксифенилнафто(2,1-b)пиран,
2,2-ди-п-метоксифенилфенантра(2,1-b)пиран,
2,2-дифенилнафто(2,1-b)пиран и
2,2-дифенилфенантра(2,1-b)пиран. Примеры термохромных пигментов, пригодных для настоящего изобретения, включают в себя, но без ограничения ими, пигменты, раскрытые в патенте США №4957949 (Kamada et al.).
Примеры жидкокристаллических пигментов, пригодных для настоящего изобретения, включают в себя, но без ограничения ими, жидкокристаллические пигменты ряда Helicone HC®, поставляемые Wacker Silicones Corporation из Мичигана.
Смолы могут использоваться сами по себе или в виде смеси двух или нескольких смол. Смолы, пригодные для использования в настоящем изобретении в качестве второй смолы, включают в себя, но не ограничены ими, термопластичные, термореактивные, аддитивные и конденсационные полимеры. Иллюстративные примеры включают в себя, но не ограничены ими, сложные полиэфиры, полистирол, ударопрочный полистирол, сополимеры стирола, сополимеры акрилонитрила и бутадиена, полиизобутилен, поливинилхлорид, поливинилиденхлорид, поливинилацетали, полиакрилонитрил, полиакрилаты, полиметакрилаты, полиметилметакрилаты, полибутадиен, этиленвинилацетат, полиамиды, полиимиды, полиоксиметилен, полисульфоны, полифениленсульфид, поливиниловые эфиры, меламины, виниловые эфиры, эпоксидные смолы, поликарбонаты, полиуретаны, полиэфирсульфоны, полиацетали, феноло-альдегидные смолы, полиэфиркарбонат, простые полиэфиры, полиэтилентерефталат, политриметилентерефталат, полибутилентерефталат, полиарилаты, полиариленсульфиды, полиэтилен, полиэтилен высокой плотности, полипропилен, полиуретаны, этерифицированную канифоль, углеводородные смолы, сополимеры, привитые сополимеры, их композиции или их смеси. Сополимеры и смеси из этих полимеров хорошо известны специалистам в области техники, к которой относится изобретение, как полимеры, которые можно использовать в качестве основной цепи или прививаемого полимера в привитых сополимерах.
Алкидные смолы являются предпочтительными смолами при использовании в дисперсии нефлуоресцентного пигмента согласно настоящему изобретению. Примерами алкидных смол, пригодных для настоящего изобретения, являются алкидные смолы от Akzo Nobel (Маттесон, Иллинойс), такие как AKA 1317, соевая алкидная смола №3, AKA 1275, алкидная смола №7 высшего качества на основе флюорита, AKA 1235, алкидная смола №5 с большой молекулярной массой, AKA 1163, соевая алкидная смола №7, AKA 1162, алкидная смола для декоративной отделки металла, AKA 1110, алкидная смола №3 высшего качества на основе флюорита, AKA 1109, алкидная смола №1 высшего качества на основе флюорита, и AKA 1100, литографская алкидная смола №00. Более предпочтительными алкидными смолами являются алкидные смолы, модифицированные маслом или жирными кислотами.
Антиокислители могут использоваться сами по себе или в виде смеси двух или нескольких антиокислителей. Примеры антиокислителей включают в себя, но не ограничены ими, (1) связанные фенолы [такие, как Alvinox 100, изготовитель 3V Inc. из Шарлотт, Северная Каролина, или BNX 1000, изготовитель Mayzo Inc. из Норкросса, Джорджия, или бутилированный гидрокситолуол, изготовитель Eastman Chemical Co., или Vanox SKT, изготовитель Vanderbilt Chemical Co. из Коннектикута], (2) алкилиденовые бис-, трис- и полифенолы [такие, как ряд Cyanox (425, 1790, 2246), изготовитель CYTEC из Перрисбурга, Огайо], (3) тио-бис, трис- и полиалкилированные фенолы [такие, как Irganox 1035, изготовитель Ciba Geigy из Базеля, Швейцария], (4) амины [такие, как фенотиазин, изготовитель Zeneca Specialties из Англии, или ряд Naugard (A, J, Q, SA, 445), изготовитель Uniroyal Chemical Co. из Коннектикута], (5) сложные эфиры [такие, как ряд Argus (DLTDP, DSTDP, DMTDP, DTDTDP) от Witko Polymer Additives из Гринвича, Коннектикут], (6) органические фосфиты и фосфаты [такие, как ряд Albrite (BTD HP, DBHP, DLHP), поставляемые Albright & Wilson из Ричмонда, Виргиния], (7) пропилгаллат, поставляемый Eastman Chemical Co. из Теннесси, (8) гидрохинон, поставляемый Monsanto Chemical Co. из Сент-Луиса, Монтана, (9) токоферол, например витамин Е, и (10) эвгенол (гвоздичное масло). Предпочтительными антиокислителями являются витамин Е, продаваемый A.D.M. (Декейтер, Иллинойс), бутилированный гидрокситолуол, продаваемый Eastman Chemical (Кингспорт, Теннесси), и эвгенол, продаваемый Aldrich Chemical Co. (Милуоки, Висконсин). Из них наиболее предпочтителен бутилированный гидрокситолуол. Предпочтительно, чтобы антиокислитель присутствовал в композиции чернил в количестве от около 0,1 до около 30 масс.%, наиболее предпочтительно от около 0,1 до около 10 масс.%.
Поглотители ультрафиолетового излучения могут использоваться сами по себе или в виде смеси двух или нескольких поглотителей ультрафиолетового излучения. Примеры поглотителей ультрафиолетового излучения и светостабилизаторов включают в себя, но не ограничены ими, (1) 2-(2'-гидроксифенил)-бензотриазолы; (2) сложные эфиры замещенных и незамещенных бензойных кислот, (3) 2-гидроксибензофеноны, (4) акрилаты, (5) соединения никеля, такие как никелевые комплексы 2,2'-тиобис-[4-(1,1,3,3-тетраметилбутил)-фенола], дибутилдитиокарбамат никеля, соли никеля моноалкильных 4-гидрокси-3,5-ди-трет-бутилбензилфосфонатов, никелевые комплексы кетоксимов или никелевые комплексы 1-фенил-4-лаурил-5-гидроксипиразола, (6) пространственно связанные амины, такие как себацат бис-(2,2,6,6-тетраметилпиперидила), себацат бис-(1,2,2,6,6-пентаметилпиперидила) и бис-(1,2,2,6,6-пентаметилпиперидил)n-бутил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилмалонат; (7) оксамиды и (8) 2-(2 гидроксифенил)-1,3,5-триазины.
Пластификаторы могут использоваться сами по себе или в виде смеси двух или нескольких пластификаторов. Примеры пластификаторов, предназначенных для использования в этом изобретении, включают в себя, но не ограничены ими, производные абиетиновой кислоты, уксусной кислоты, адипиновой кислоты, азелаиновой кислоты, бензойной кислоты, бутена, полифенола, лимонной кислоты, эпоксикислоты, фумаровой кислоты, глутаровой кислоты, глицерина, гликоля, линейной двухосновной кислоты, нефти, масляной кислоты, изофталевой кислоты, лактамов, малеиновой кислоты, миристиновой кислоты, нитрила, олеиновой кислоты, пальмитиновой кислоты, парафина, пеларгоновой кислоты, пентаэритрола, феноксикислоты, фосфорной кислоты, сложного полиэфира, рицинолевой кислоты, себациновой кислоты, стеариновой кислоты, стирола, сахарозы, сульфоновой кислоты, таллового масла и тримеллитовой кислоты. Предпочтительным пластификатором является 2,2,4-триметил-1,3-пентадиола диизобутират (ТПД), продаваемый Eastman Chemical Co. (Кингспорт, Теннесси, США). Предпочтительно, чтобы пластификатор присутствовал в композиции чернил в количестве от около 0,1 до около 40 масс.%, более предпочтительно от около 1 до около 20 масс.%, наиболее предпочтительно от около 2 до около 15 масс.%.
Вещества, предотвращающие образование поверхностной пленки, могут использоваться сами по себе или в виде смеси двух или нескольких веществ, предотвращающих образование поверхностной пленки. Примером вещества, предотвращающего образование поверхностной пленки, но без ограничения им, является оксимное семейство органических соединений. Предпочтительно использовать в качестве вещества, предотвращающего образование поверхностной пленки, метилэтилкетоксим, продаваемый DMG Americas (Уэстлейк, Огайо). Предпочтительно, чтобы вещество, предотвращающее образование поверхностной пленки, присутствовало в композиции чернил в количестве от около 0,1 до около 2 масс.%.
Смазочные материалы могут использоваться сами по себе или в виде смеси двух или более смазочных материалов. Примеры смазочных материалов включают в себя, но не ограничены ими, (1) сложные эфиры спиртов [торговое название Flexricin Р-1, Р-4, Р-6; изготовитель CasChem из Ньюарка, Нью-Джерси], (2) амиды [торговое название Crodamide EBS, EBO, ER; изготовитель Croda Universal Ins из Арлингтона, Техас], (3) полиоловые эфиры [например, поставляемые Lonza из Файр-Лоун, Нью-Джерси, под торговым названием Glycolube P], (4) жирные кислоты [например, поставляемые Croda под торговым названием Croacid], (5) жирные спирты [например, поставляемые Petrolite Company из Оклахомы под торговым названием Unilin 350, 425, 550], (6) силиконы [например, поставляемые Dow Corning из Мидленда, Мичиган, под торговым названием жидкости 200, 203, МВ50-001], (7) жидкие полиолефины [например, VERSAFLOW, изготовитель Shamrock Chemical Co. из Ньюарка, Нью-Джерси] и (8) металлические соли жирных кислот, такие как стеарат цинка, изготовитель Witco Corp. из Гринвича, Коннектикут. Предпочтительно использовать в качестве смазочного материала жидкий полиэтиленовый воск (Versaflow), который можно получить от Shamrock Chemicals Co. (Ньюарк, Нью-Джерси]. Предпочтительно, чтобы смазочный материал присутствовал в композиции чернил в количестве от около 0,1 до около 30 масс.%. Более предпочтительно, чтобы смазочный материал присутствовал в композиции чернил в количестве от около 1 до около 15 масс.%.
Дезактиваторы металла могут использоваться сами по себе или в виде смеси двух или нескольких дезактиваторов металла. Примеры дезактиваторов металла включают в себя, но не ограничены ими, N,N'-дифенилоксамид, N-салицилал-N'-салицилоилгидразин, N,N'-бис-(салицилоил)-гидразин, N,N'-бис-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилпропионил)-гидразин, 3-салициоиламино-1,2,4-триазол, дигидразид бис-(бензилиден)-щавелевой кислоты, торговые названия Citrosol 50W, 50T, 50E, изготовитель Pfizer Chemical Co. из Нью-Хейвена, Коннектикут; этилендиаминтетрауксусные кислоты (Cheelox) HE-24, NTA-14, изготовитель GAF Corporation из Нью-Джерси, и Chel DM-41, DPTA, Irganox 1024, изготовитель Ciba Geigy из Базеля, Швейцария.
Диспергаторы могут использоваться сами по себе или в виде смеси двух или нескольких диспергаторов. Диспергаторы могут быть анионными, неионными или амфотерными. Пригодные к применению анионные диспергаторы включают в себя, например, сульфированный эфир жирной кислоты, такой как сульфосукцинат диоктилнатрия, сульфат высших спиртов, сульфат полиоксиэтиленалкилфенилового эфира, алкиларилсульфонат или олефиновый сульфонат. Неионные диспергаторы, применимые в настоящем изобретении, включают в себя, например, соединение полиоксиэтиленового эфира, такое как полиоксиэтиленалкиловый эфир или полиоксиэтиленалкилфениловый эфир, сложный эфир жирной кислоты и многоатомного спирта или водородзамещенный полиоксиэтиленовый эфир жирной кислоты и многоатомного спирта. Композиция чернил может содержать диспергатор в количестве не более чем около 10 масс.%, предпочтительно, в пределах от около 0,1 до около 5 масс.% относительно композиции чернил.
Дополнительные компоненты, которые могут быть введены в композиции чернил, включают в себя наполнители, поверхностно-активные вещества и блескообразователи-оптические отбеливатели. Суммарное количество таких дополнительных компонентов обычно составляет от около 0,1 до около 30 масс.%, а предпочтительно, чтобы оно составляло от около 1 до около 15 масс.%.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения пишущий инструмент включает резервуар или баллончик для чернил, содержащий чернила согласно настоящему изобретению. Для изготовления резервуара или баллончика для чернил можно использовать любые следующие полимерные материалы: сложные полиэфиры, полистирол, ударопрочный полистирол, сополимеры стирола, сополимеры акрилонитрила и бутадиена, полиизобутилен, винил, поливинилхлорид, поливинилиденхлорид, поливинилацетали, полиакрилонитрил, полиакрилаты, полиметакрилаты, полиметилметакрилаты, полибутадиен, этиленвинилацетат, полиамиды, такие как нейлон, полиимиды, полиоксиметилен, полисульфоны, полифениленсульфид, поливиниловые эфиры, меламины, виниловые эфиры, эпоксидные смолы, поликарбонаты, полиуретаны, полиэфирсульфоны, полиацетали, феноло-альдегидные смолы, полиэфиркарбонат, простые полиэфиры, полиэтилентерефталат, политриметилентерефталат, полибутилентерефталат, полиарилаты, полиариленсульфиды, поликетоны, полиэтилен, полиэтилен высокой плотности, полипропилен, фторполимеры, сополимеры, привитые сополимеры, их композиции или их смеси. Кроме того, чтобы улучшить подачу чернил, любой резервуар или баллончик для чернил, изготовленный из полимеров, перечисленных выше, можно также подвергнуть поверхностной обработке, такой как фторирование или оксидирование под действием коронного разряда и т.п. Предпочтительно, чтобы резервуар для чернил был изготовлен из полимерного материала, такого как фторполимер, винил, нейлон и фторированный полипропилен. Наиболее предпочтительно, чтобы полимерным материалом был фторполимер, например фторированный этиленпропилен от Dupont.
Примеры
Композиции чернил согласно настоящему изобретению можно лучше всего описать, используя нижеследующие примеры, однако изобретение не ограничено этими примерами. Содержание всех компонентов указано в массовых частях (масс. ч.), если иное не оговорено.
Пример 1
Металлические чернила для пишущих инструментов
Примеры рецептур металлических чернил согласно настоящему изобретению приведены в таблице 1.
| Таблица 1 | |||
| Компоненты | А | В | С |
| Unipak 9401* | 100 масс. ч. | ||
| Unipak 9400** | 100 | ||
| 8677 PMS 877*** | 100 | ||
| Magiesol 62**** | 20 | 20 | 20 |
| БГТ***** | 1 | 1 | 1 |
| * поставляется MD-BOTH Industries из Уэст-Чикаго, Иллинойс. Unipak 9401 представляет собой мелкие латунные хлопья, диспергированные в алкидной смоле и в среднем дистилляте раствора с высокой температурой кипения. | |||
| ** поставляется MD-BOTH Industries из Уэст-Чикаго, Иллинойс. Unipak 9400 представляет собой мелкие латунные хлопья, диспергированные в алкидной смоле и в среднем дистилляте раствора с высокой температурой кипения. | |||
| *** поставляется MD-BOTH Industries из Уэст-Чикаго, Иллинойс. 8677 PMS 877 представляет собой мелкие алюминиевые хлопья, диспергированные в алкидной смоле и в среднем дистилляте раствора с высокой температурой кипения. | |||
| **** поставляется Magie Brothers Oil Company из Франклин-Парка, Иллинойс. | |||
| ***** БГТ (бутилированный гидрокситолуол), изготовитель Uniroyal Chemical Company из Naugatuck, Коннектикут. |
Пример 2
Чернила с органическим пигментом для пишущих инструментов
Примеры рецептур чернил с органическим пигментом согласно настоящему изобретению приведены в таблице 2.
| Таблица 2 | ||||
| Компоненты | A | B | C | D |
| 66S701* | 100 масс. ч. | |||
| 13L540** | 100 | |||
| 13L520*** | 100 | |||
| 13L510**** | 100 | |||
| Magiesol 62***** | 31 | 28 | 21 | 26 |
| Гидрохинон****** | 1 | 1 | 1 | 1 |
| * поставляется Hilton Davis Chemical Company из Цинциннати, Огайо. 66S701 представляет собой фталоцианиновый голубой пигмент, диспергированный в алкидной смоле, содержащей соевое масло, совместно с углеводородным полимером в соевом масле. | ||||
| ** поставляется Hilton Davis Chemical Company из Цинциннати, Огайо. 13L540 представляет собой фталоцианиновый зеленый пигмент, диспергированный в модифицированной маслом алкидной смоле совместно с углеводородным полимером в масле Magiesol 52. | ||||
| *** поставляется Hilton Davis Chemical Company из Цинциннати, Огайо. 13L520 представляет собой органический желтый пигмент (желтый пигмент 74), диспергированный в модифицированной маслом алкидной смоле совместно с углеводородным полимером в масле Magiesol 52. | ||||
| **** поставляется Hilton Davis Chemical Company из Цинциннати, Огайо. 13L510 представляет собой красный органический пигмент (нафтоловый красный), диспергированный в модифицированной маслом алкидной смоле совместно с углеводородным полимером в масле Magiesol 52. | ||||
| ***** поставляется Magie Brothers Oil Company из Франклин-Парка, Иллинойс. | ||||
| ****** поставляется Eastman Chemical Company из Кингспорта, Теннеси. |
Пример 3
Чернила с неорганическим пигментом для пишущих инструментов
Примеры рецептур чернил с неорганическими пигментами согласно настоящему изобретению приведены в таблице 3.
| Таблица 3 | ||||
| Компоненты | А | В | С | D |
| Magnakyd 6/LO/PX1459* | 100 масс. ч. | |||
| Magnakyd 42T/LO/PX1465** | 100 | |||
| Magnakyd 101T/LO/PX1463*** | 100 | |||
| Magnakyd 7LF/LO/PX1481**** | 100 | |||
| Magiesol 62***** | 16 | 21 | 18 | 24 |
| Витамин Е****** | 1 | 1 | 1 | 1 |
| * поставляется Runnymede Dispersions Ltd. (Англия). Magnakyd 6/LO/PX1459 представляет собой рутиловый пигмент диоксида титана, диспергированный в модифицированной маслом алкидной смоле в минеральном масле. | ||||
| ** поставляется Runnymede Dispersions Ltd. (Англия). Magnakyd 42T/LO/PX1465 представляет собой желтый пигмент оксида железа (желтый пигмент 42), диспергированный в модифицированной маслом алкидной смоле в минеральном масле. | ||||
| *** поставляется Runnymede Dispersions Ltd. (Англия). Magnakyd 101T/LO/PX1463 представляет собой красный пигмент оксида железа (красный пигмент 101), диспергированный в модифицированной маслом алкидной смоле в минеральном масле. | ||||
| **** поставляется Runnymede Dispersions Ltd. (Англия). Magnakyd 7LF/LO/PX1481 представляет собой сажевый пигмент (черный пигмент 7), диспергированный в модифицированной маслом алкидной смоле в минеральном масле. | ||||
| ***** Magiesol 62 представляет собой растворитель, производимый Magie Brothers Oil Company из Франклин-Парка, Иллинойс. | ||||
| ****** поставляется ADM Company из Декейтера, Иллинойс. |
Все патенты, цитировавшиеся в предшествующем тексте, во всей своей полноте намеренно включены в настоящую заявку посредством ссылок.
Должно быть понятно, что формула изобретения подразумевается охватывающей все изменения и модификации предпочтительных вариантов осуществления изобретения, выбранных для настоящей заявки с целью иллюстрации, которые не являются отступлением от сущности и объема изобретения.
1. Композиция нефлуоресцентных чернил для пишущего инструмента, содержащая нефлуоресцентный пигмент, предварительно диспергированный в алкидной смоле, углеводородный растворитель с высокой температурой кипения и, по меньшей мере, один стабилизатор, выбранный из группы, состоящей из антиокислителей и веществ, предотвращающих образование поверхностной пленки, в которой стабилизатор композиции чернил предохраняет смолу от полимеризации, а композиция чернил имеет вязкость, приемлемую для пишущего инструмента.
2. Композиция по п.1, в которой вязкость меньше 500000 сП при 20°С.
3. Композиция по п.2, где композиция чернил имеет вязкость от около 1000 до около 50000 сП при 20°С.
4. Композиция по п.1, где композиция представляет собой гетерогенную композицию чернил.
5. Композиция по п.1, в которой в качестве алкидной смолы использована модифицированная жирной кислотой алкидная смола.
6. Композиция по п.1, в которой в качестве алкидной смолы использована модифицированная маслом алкидная смола.
7. Композиция по п.1, дополнительно содержащая вторую смолу.
8. Композиция по п.7, в которой вторая смола присутствует в количестве от около 0,1 до около 50 мас.% композиции чернил.
9. Композиция по п.8, в которой вторая смола присутствует в количестве от около 1 до около 20 мас.% композиции чернил.
10. Композиция по п.7, в которой вторая смола выбрана из группы, состоящей из сложных полиэфиров, полистирола, ударопрочного полистирола, сополимеров стирола, сополимеров акрилонитрила и бутадиена, полиизобутилена, поливинилхлорида, поливинилиденхлорида, поливинилацеталей, полиакрилонитрила, полиакрилатов, полиметакрилатов, полиметилметакрилатов, полибутадиена, этиленвинилацетата, полиамидов, полиимидов, полиоксиметилена, полисульфонов, полифениленсульфида, поливиниловых эфиров, меламинов, виниловых эфиров, эпоксидных смол, поликарбонатов, полиуретанов, полиэфирсульфонов, полиацеталей, феноло-альдегидных смол, полиэфиркарбоната, простых полиэфиров, полиэтилентерефталата, политриметилентерефталата, полибутилентерефталата, полиарилатов, полиариленсульфидов, поликетонов, полиэтилена, полиэтилена высокой плотности, полипропилена, этерифицированной канифоли, углеводородных смол, их сополимеров, их привитых сополимеров, их композиций и их смесей.
11. Композиция по п.1, в которой углеводородный растворитель имеет температуру кипения выше 100°С.
12. Композиция по п.11, в которой углеводородный растворитель имеет температуру кипения выше 200°С.
13. Композиция по п.1, в которой углеводородный растворитель выбран из группы, состоящей из алифатических углеводородов, нафтеновых углеводородов, ароматических углеводородов и их смесей.
14. Композиция по п.1, в которой углеводородный растворитель составляет от около 1 до около 90 мас.% композиции чернил.
15. Композиция по п.14, в которой углеводородный растворитель составляет от около 20 до около 65 мас.% композиции чернил.
16. Композиция по п.1, в которой стабилизатор присутствует в количестве от около 0,1 до около 30 мас.% композиции чернил.
17. Композиция по п.16, в которой стабилизатор присутствует в количестве от около 0,1 до около 10 мас.% композиции чернил.
18. Композиция по п.1, в которой в качестве стабилизатора использован антиокислитель.
19. Композиция по п.18, в которой антиокислитель выбран из группы, состоящей из токоферолов, бутилированного гидрокситолуола, эвгенола и гидрохинона.
20. Композиция по п.18, в которой антиокислитель присутствует в количестве от около 0,1 до около 30 мас.% композиции чернил.
21. Композиция по п.1, дополнительно содержащая пластификатор.
22. Композиция по п.21, в которой в качестве пластификатора использован 2,2,4-триметил-1,3-пентандиола диизобутират.
23. Композиция по п.21, в которой пластификатор присутствует в количестве от около 0,1 до около 40 мас.% композиции чернил.
24. Композиция по п.23, в которой пластификатор присутствует в количестве от около 1 до около 20 мас.% композиции чернил.
25. Композиция по п.24, в которой пластификатор присутствует в количестве от около 2 до около 15 мас.%.
26. Композиция по п.1, в которой стабилизатор представляет собой вещество, предотвращающее образование поверхностной пленки.
27. Композиция по п.26, в которой в качестве вещества, предотвращающего образование поверхностной пленки, использован оксим.
28. Композиция по п.26, в которой в качестве вещества, предотвращающего образование поверхностной пленки, использован метилэтилкетоксим.
29. Композиция по п.26, в которой вещество, предотвращающее образование поверхностной пленки, присутствует в количестве от около 0,1 до около 2 мас.% композиции чернил.
30. Композиция по п.1, дополнительно содержащая смазочный материал.
31. Композиция по п.30, в которой смазочный материал выбран из группы, состоящей из амидов, силиконов, жидких полиолефинов и солей металлов жирных кислот.
32. Композиция по п.30, в которой в качестве смазочного материала использован жидкий полиэтиленовый воск.
33. Композиция по п.30, в которой смазочный материал присутствует в количестве от около 0,1 до около 30 мас.% композиции чернил.
34. Композиция по п.33, в которой смазочный материал присутствует в количестве от около 1 до около 15 мас.% композиции чернил.
35. Композиция по п.1, в которой нефлуоресцентный пигмент присутствует в композиции чернил в количестве от около 0,1 до около 60 мас.% композиции чернил.
36. Композиция по п.1, в которой нефлуоресцентный пигмент выбран из группы, состоящей из органических пигментов, неорганических пигментов, металлических пигментов, фосфоресцирующих пигментов, фотохромных пигментов, термохромных пигментов, радужных пигментов, перламутровых пигментов и жидкокристаллических пигментов.
37. Композиция по п.36, в которой в качестве нефлуоресцентного пигмента использован перламутровый пигмент.
38. Композиция по п.36, в которой в качестве нефлуоресцентного пигмента использован металлический хлопьевидный пигмент.
39. Пишущий инструмент, содержащий резервуар для чернил, вмещающий композицию нефлуоресцентных чернил для пишущего инструмента, включающую в себя нефлуоресцентный пигмент, предварительно диспергированный в алкидной смоле, углеводородный растворитель с высокой температурой кипения и, по меньшей мере, один стабилизатор, выбранный из группы, состоящей из антиокислителей и веществ, предотвращающих образование поверхностной пленки, в которой стабилизатор композиции чернил предохраняет смолу от полимеризации.
40. Инструмент по п.39, в котором резервуар для чернил изготовлен из полимерного материала, выбранного из группы, состоящей из сложных полиэфиров, полистирола, ударопрочного полистирола, сополимеров стирола и бутадиена, ударно модифицированного сополимера стирола и бутадиена, сополимеров стирола и акрилонитрила, сополимеров акрилонитрила и бутадиена, полиизобутилена, поливинилхлорида, поливинилиденхлорида, поливинилацеталей, полиакрилонитрила, полиакрилатов, полиметакрилатов, полиметилметакрилатов, полибутадиена, этиленвинилацетата, полиамидов, полиимидов, полиоксиметилена, полисульфонов, полифениленсульфида, поливиниловых эфиров, меламинов, виниловых эфиров, эпоксидных смол, поликарбонатов, полиуретанов, полиэфирсульфонов, полиацеталей, феноло-альдегидных смол, полиэфиркарбонатов, простых полиэфиров, полиэтилентерефталата, политриметилентерефталата, полибутилентерефталата, полиарилатов, полиариленсульфидов, поликетонов, полиэтилена, полиэтилена высокой плотности, полипропилена, фторполимера, их сополимеров, их привитых сополимеров, их композиций и их смесей.
41. Инструмент по п.40, в котором полимерный материал модифицирован путем обработки поверхности с использованием фторирования или оксидирования в коронном разряде.
42. Инструмент по п.39, в котором резервуар для чернил изготовлен из полимерного материала, выбранного из группы, состоящей из фторполимеров, нейлона и фторированного полипропилена.
43. Инструмент по п.39, где пишущий инструмент применим на поверхностях, поглощающих чернила.
44. Инструмент по п.39, где пишущий инструмент представляет собой шариковую ручку.
